Tecnologia PCBA - Informazioni sulla stampa 3D e la produzione additiva in PCBA

Di seguito è riportata un'introduzione alla stampa 3D e alla produzione additiva in PCBA

Contrariamente alla credenza popolare, la stampa 3D e la produzione additiva non sono gli stessi, ma per comodità, possono essere utilizzati in modo intercambiabile. Secondo ASTM F2792-12A "Terminologia standard per la tecnologia di produzione additiva", la stampa 3D sta "facendo oggetti depositando materiali utilizzando teste di stampa, ugelli o altra tecnologia di stampante PCB."

Il processo inizia con il disegno del modello 3D eseguito su qualsiasi software CAD standard. Quindi, il file modello 3D viene convertito in un formato di file litografico stereo attraverso un programma nativo o un convertitore di file di terze parti. Alcune stampanti utilizzano questa funzione di conversione dei file come parte della suite software della stampante. Il file viene quindi convertito in un linguaggio compreso da gcode o stampanti, creando essenzialmente il file come una sezione trasversale della parte. Questo passaggio è solitamente chiamato "affettare".

Dopo aver tagliato il disegno, la stampante può iniziare la stampa. Per quasi tutte le stampanti 3D, il processo di cui sopra è lo stesso e il processo di stampa stesso è la differenza principale. Nella stampante per la produzione di fusibili, una volta tagliato il disegno 3D, la stampante può iniziare la stampa. I componenti principali della stampante sono il letto di stampa, l'estrusore, l'estremità calda e i materiali. Il materiale per questa tecnica è solitamente un filo su una bobina. Questo filamento è alimentato in un estrusore, che utilizza coppia e estrusione per controllare la velocità del filamento che entra nell'estremità calda. Una volta che il filamento è sul lato caldo, verrà riscaldato e fuso.

Il materiale fuso è spremuto fuori dall'estremità calda dall'estrusore, che estruse più materiale dall'alto. L'estremità calda è solitamente fatta di alluminio e il materiale fuso è depositato sulla piastra di costruzione secondo il modello specificato dal software. Quando il materiale viene depositato dall'estremità calda, la piastra di costruzione si muove sull'asse X, Y o Z, a seconda dei requisiti di parte del contenuto stampato. In alcune stampanti, la piastra di costruzione rimarrà ferma e l'estremità calda si sposterà nel piano cartesiano per creare la stampa. Questo processo descrive la produzione di fusibili (FFF), che è una delle tecnologie attualmente utilizzate dall'azienda.

La produzione di fusibili è attualmente utilizzata principalmente per materiali plastici. Se è richiesta la stampa del metallo, la sinterizzazione laser diretta del metallo viene utilizzata per stampare parti metalliche. Il processo di creazione di un modello tridimensionale per stampanti di sinterizzazione laser diretta del metallo è come descritto sopra; Tuttavia, il processo di stampa è molto diverso. A causa dei componenti di alta qualità e dei processi ausiliari necessari per garantire l'efficace funzionamento della macchina e la qualità della stampa, le stampanti metalliche occupano solitamente una grande area. I componenti principali del metallo sono la produzione di piastre, macchine per il rivestimento, laser e polveri.

Prima di stampare le parti metalliche, la camera di costruzione sarà riempita con un gas inerte, solitamente argon. Questo per garantire che l'ossidazione non si verifichi durante il processo. La piastra di costruzione e la lama di ricoater in cui si trova la polvere saranno livellati. Questo può essere fatto manualmente, ma la maggior parte delle stampanti può essere calibrata automaticamente al livello prima dell'inizio della stampa. Dopo che le parti sono livellate, è possibile iniziare la stampa. Il laser sinterizzerà la polvere nella geometria della sezione trasversale della parte. Una volta completata la sinterizzazione di questo strato, la lama di ricoater sul lato dell'area di costruzione si sposterà sullo strato sinterizzato e coprirà la parte superiore con un nuovo strato di polvere.

Lo strato di polvere ricoperto sullo strato sinterizzato è molto importante per l'integrità e la qualità del prodotto stampato. Se la polvere di rivestimento è troppo, il laser non può sintetizzare lo strato inferiore e lo strato superiore insieme. Se c'è troppo poca polvere, il laser può sinterizzare la polvere già sinterizzata, con conseguente diverse altezze di strato nella stampa PCB. La distribuzione uniforme della polvere e la corretta quantità di polvere sono attualmente le aree chiave che influenzano il ri-rivestimento della polvere sulla sua superficie. Gli strati di polvere saranno ri-rivestiti e sinterizzati dal laser fino a quando la parte PCB non sarà completata.